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通过控制固定比例盐-金属原料选区激光熔化过程中的工艺参数生成梯度多孔结构
摘要： 激光粉末床熔融制造工艺中盐溶解技术的应用，使得无需复杂设计算法即可构建复杂多孔结构。这简化了粉末床制造技术中多孔结构的制备流程，为优化结构的实现创造了新机遇。本研究提出一种新方法：通过调节单一原料的能量密度，实现对孔隙率（20%至49%）的三维精确控制。通过系统实验，评估了选择性激光熔融过程中材料对工艺参数变化的响应特性，并制备出具有不同密度与形貌的嵌套结构。研究建立了工艺参数与弹性模量、极限抗压强度的关联规律，采用简易组装算法生成了由局部特制多孔区域构成的复杂部件。
关键词： 选择性激光熔化、梯度材料、机械性能、可控孔隙率、增材制造、多孔结构、多孔性
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有定向银纳米粒子的纤维素纳米纤维纳米复合材料
摘要： 纤维素作为可持续且丰富的材料备受关注。本文聚焦于氧化处理纳米纤化纤维素（即TOCNs）基纳米复合材料。银纳米颗粒（AgNPs）在TOCN水分散液中制备。通常AgNPs制备后易快速团聚，为抑制其团聚，需在TOCN螯合作用下制备并原位还原。原子力显微镜观测显示，所得AgNPs具有纳米级粒径且沿TOCN定向排列。材料热稳定性和力学性能均获提升，观察到由TOCN取向引发的各向异性导热特性。大量AgNP填料的负载使热导率和电导率显著提高——通过AgNP相互接触形成了热与电子传导通路。我们通过负载AgNPs对TOCN纸进行功能化改性，所得纳米复合片材可作为导体使用。
关键词： 纤维素纳米纤维、机械性能、TEMPO介导氧化、银纳米粒子、热导率
更新于2025-09-23 01:12:41
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SmXO?（X = Al和Co）弹性、力学及光学性质的密度泛函理论研究
摘要： 采用密度泛函理论（DFT）框架对立方钙钛矿SmXO3（X=Al和Co）的弹性、力学及光学性质进行了第一性原理研究。首先获得优化结构参数以推导材料的力学与光学特性，所得结构参数与已发表数据相符。随后通过Kohn-Sham方程中的广义梯度近似（GGA）交换关联泛函计算立方弹性参数C11、C12和C44，并由此推导泊松比、剪切模量、杨氏模量和各向异性因子。研究发现这些化合物呈现弹性各向异性，其中SmAlO3为脆性材料而SmCoO3具有延展性，并利用泊松比讨论了其共价特性。此外还研究了吸收系数、消光系数、能量损失函数、介电函数、折射率、反射率和光学电导率等光学性质。研究表明SmAlO3和SmCoO3适用于光电器件。
关键词： 机械性能、光学性能、钙钛矿、弹性常数、密度泛函理论、光学常数
更新于2025-09-23 11:57:04
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利用二氧化钛纳米颗粒提高纤维素衍生物纳米复合材料的效率
摘要： 将二氧化钛（TiO2）纳米颗粒掺入羟丙基甲基纤维素（HPMC）纳米复合薄膜中。通过扫描电子显微镜（SEM）研究了这些纳米复合材料的结构、机械性能和表面特性。与未添加纳米颗粒的薄膜相比，含TiO2纳米颗粒的纳米复合薄膜水溶性略有下降。TiO2纳米颗粒的掺入显著提升了薄膜的机械性能和阻隔性能。SEM图像显示，较低浓度的纳米颗粒在纳米复合基质中分散更均匀。圆盘扩散实验表明，含有较低浓度颗粒的纳米复合薄膜具有更强的杀菌效果。总体而言，纳米颗粒的掺入对材料结构特性产生积极影响，并增强了纳米复合材料的抗菌应用性能。
关键词： 生物材料、纳米结构、聚合物基复合材料、机械性能
更新于2025-09-23 19:18:03
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具有高抗电磁波性能的新型导电PVA/碳量子点（CQDs）纳米复合材料
摘要： 通过浇铸法合成了新型导电PVA/CQDs纳米复合薄膜，用于微波波段电磁波防护。研究简要分析了其表面形貌、热学及力学性能。SEM图像显示CQDs在PVA链中分布均匀、分散良好且具有高粘附性。DSC分析表明：玻璃化转变温度（Tglass）从纯PVA的83.2°C升至8 wt% CQDs的95.4°C，熔融温度从纯PVA的215°C升至相同浓度CQDs的227.7°C。研究发现纳米复合材料的杨氏模量与CQD纳米颗粒浓度成正比，从纯PVA的0.14 GPa增至8 wt% CQDs的4.48 GPa。随着CQDs纳米颗粒增加，断裂强度提升但延伸率下降。在微波频段测得(PVA/CQDs)纳米复合材料的电磁屏蔽效能(SE)约为36.8 dB（CQDs浓度8 wt%）。该材料具有低成本优势，在电子器件和微波设备领域具有应用潜力。
关键词： 聚乙烯醇，机械性能，电磁屏蔽，热性能，碳量子点纳米颗粒
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过测量激光激发表面声波的声学非线性来无损评估Al6061合金的热老化
摘要： 高温环境中的结构物易因热老化发生硬化与脆化，从而导致其力学性能发生变化。由于这些变化发生在微观结构层面，通过线性超声技术难以评估。本研究采用表面声波（SAW）测量并比较了经220°C不同热处理时长（0分钟、20分钟、40分钟、1小时、2小时、10小时、100小时、1000小时）处理的Al6061合金的声学非线性与力学性能。表面声波由脉冲激光激发，并通过干涉仪接收。此外，通过拉伸试验测量了屈服强度、极限强度和断裂延伸率。结果表明，通过监测声学非线性的变化特征可检测力学性能的关键变化。透射电镜图像显示微观结构变化情况，表明声学非线性随析出相变化而改变。这证实了采用激光激发表面声波的声学非线性测量技术，能有效实现材料退化及力学性能变化的完全非接触无损评估。
关键词： 表面声波、材料退化、激光、热处理、机械性能、热老化、非线性参数、析出相、声学非线性
更新于2025-09-19 17:13:59
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使用激光电源对镍钛形状记忆合金进行焊后热处理
摘要： 本工作尝试采用激光电源对镍钛诺(NiTiNol)样品进行焊后热处理(PWHT)。首先使用镱:钇铝石榴石(Yb:YAG)激光电源将1毫米厚的镍钛诺板材以对接接头形式焊接，激光焊接采用连续模式进行，并从相变温度、显微硬度、抗拉强度及耐腐蚀性等方面评估焊缝质量。为提升焊接样品质量，通过激光束扫描焊接样品实施PWHT处理。研究发现，PWHT对镍钛诺焊接接头的相变温度、显微硬度、抗拉强度及腐蚀行为具有显著影响。
关键词： 激光热处理、镍钛合金、激光焊接、机械性能、腐蚀行为
更新于2025-09-19 17:13:59
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高压条件下激光诱导化学气相沉积生长碳纤维的结构与力学性能表征
摘要： 研究了在高压条件下以乙烯为原料的激光诱导化学气相沉积（LCVD）制备独立碳纤维技术。明确了工艺参数、生长行为、微观结构与碳纤维力学性能之间的关系。研究发现：低温时纤维生长速率受表面反应动力学限制，高温时则受气相成核过程制约；在高压与中温条件下，生长过程转为质量传输控制，此时纤维形貌与微观结构发生显著变化——从核壳状光滑外观转变为结节形态。由于石墨碳沉积特性，LCVD制备的碳纤维抗拉强度普遍较低，但其韦布尔模量却表现出极高数值。研究观察并讨论了工艺参数与微观结构对纤维强度的影响。
关键词： 微观结构、高压压力、激光诱导化学气相沉积、碳纤维、机械性能
更新于2025-09-19 17:13:59
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选择性激光熔化制备的Ti6Al4V激光抛光
摘要： 选择性激光熔化（SLM）正成为骨科和牙科应用中极具前景的3D打印技术。然而基于SLM的Ti6Al4V部件常表现出较高粗糙度值和局部表面缺陷。激光抛光（LP）是提升金属表面质量的新兴技术。本研究采用LP改善部件表面光洁度，结果表明激光束能精准烧蚀金属熔滴聚集体并修复表面裂纹与孔隙，最终形成具有纳米复合结构的平滑表面。总体而言，研究证实激光抛光通过优化表面形貌可促进疲劳性能和成骨细胞分化。这些发现为改善激光抛光植入体的表面粗糙度提供了基础数据，并通过激光加工工艺为优化力学性能和生物相容性奠定了基础。
关键词： 激光抛光、增材制造、生物相容性、机械性能、表面粗糙度
更新于2025-09-19 17:13:59
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热退火纳米晶Ga2O3薄膜的晶体生长与结构-性能优化
摘要： 评估了热退火对纳米晶Ga2O3薄膜晶体化学性质、结晶过程、折射率、机械性能及电学特性的影响。采用Ga2O3陶瓷靶材在500℃下将Ga2O3薄膜溅射沉积于Si(100)衬底表面，并进行了500-900℃范围内的退火处理。X射线衍射与椭偏仪研究表明，热退火改善了薄膜的结构质量与堆积密度。原子力显微镜分析显示退火温度对表面粗糙度具有显著影响，当退火温度超过700℃时尤为明显。结合结构形态变化特征，在较高温度（800-900℃）退火的Ga2O3薄膜表现出更高的硬度和弹性模量。折射率(n)与消光系数(k)及其色散曲线表明退火温度对光学特性具有强烈影响。由于热退火使结构质量、织构取向和堆积密度逐步优化，折射率值在632nm波长处呈现1.78-1.84的变化范围。研究建立了退火温度与Ga2O3薄膜光学及电学特性之间的关联关系。
关键词： 机械性能、溅射沉积、退火、电学性能、β-氧化镓薄膜、晶体化学
更新于2025-09-19 17:13:59